不整合面對油氣運移及成藏的影響
——以海拉爾盆地貝爾凹陷南部白堊紀地層T22不整合面為例

夏世強

中國地質大學能源學院，北京 100083

不整合面對油氣運移及成藏的影響
——以海拉爾盆地貝爾凹陷南部白堊紀地層T22不整合面為例

夏世強

中國地質大學能源學院，北京 100083

作為海拉爾盆地最重要的含油氣凹陷之一的貝爾凹陷，其在白堊紀經(jīng)歷斷陷、凹陷及萎縮階段等構造運動后，形成多個區(qū)域或局部的不整合面，本文依據(jù)構造層在時空上所代表某一構造事件所影響的構造時期及范圍將貝爾凹陷劃分出T5、T22（本文所研究的不整合面）、T04三個重要的區(qū)域不整合面。本文在恢復T22不整合面剝蝕趨勢及系統(tǒng)分析區(qū)內斷裂構造特征后，探討了不整合面對油氣運移及成藏的影響。研究表明，構造抬升造成地層剝蝕形成的T22不整合面與油氣運移及成藏關系密切。剝蝕作用造成的上覆沉積物負荷減少引起下伏飽和介質回彈，飽和介質的回彈增大了油氣運移和儲集空間，回彈效應與區(qū)內斷裂及不整合面組合樣式進而影響了油氣成藏,構造的反轉溝通了底部強裂陷期油源向上運移，在斷隆高部位由于構造剝蝕強烈而造成早期油氣的散失，而斜坡部位則由于反轉適度而有利于油藏的保存，其中貝8、貝3、德8、均出現(xiàn)工業(yè)油流，其余幾口亦出現(xiàn)較好的勘探潛力。因此預測貝南斜坡帶是重要成藏區(qū)帶，為下一步油氣勘探指明了方向。

不整合面;斷裂系統(tǒng);油氣運移;貝爾凹陷南部

引言

海拉爾盆地位于內蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟境內，是松遼外圍盆地中最大的一個含油氣盆地。其古生界和前古生界褶皺地層為盆地基底，充填了以下白堊統(tǒng)為主的中、新生代陸相沉積，厚約6000m。海拉爾盆地處于東北亞構造域，經(jīng)歷伸展、擠壓、走滑等多期構造變形和盆地演化，是中國東部曾經(jīng)發(fā)生過多次構造變革的、復雜的裂陷性盆地的典型代表。其中，貝爾凹陷作為海拉爾盆地重要的含油氣凹陷，是目前盆內最有潛力的勘探區(qū)域之一，構成了大慶油田后備儲量戰(zhàn)略接替的主要地區(qū)之一。近年來，在貝爾凹陷的勘探取得了可喜的成果。但是，目前對凹陷的不整合面對油氣的運移及成藏的控制機制仍缺乏系統(tǒng)性的認識，給盆地內的儲集層研究和儲、蓋組合預測帶來了困難，制約著區(qū)內油氣的勘探進程。因此，弄清不整合面對區(qū)內油氣運聚及成藏的影響是當前區(qū)內油氣勘探所面臨的、急需解決的重要問題。

本文在前人研究的基礎上，通過對T22不整合面剝蝕趨勢的恢復及研究區(qū)內構造演化形成的斷裂特征的分析，初步探討了其對油氣的控制，為下一步油氣勘探提供重要參考，同時也為研究區(qū)及同類盆地的研究提供借鑒意義。

1.區(qū)域地質概況及盆地充填序列

1.1 區(qū)域地質概況和研究背景

貝爾凹陷位于海拉爾盆地的西南部，呈北北東走向，面積約3000km2。北鄰烏爾遜凹陷，西超磋崗隆起，東南與蒙古相交，是典型的東斷西超的箕狀凹陷。作為海拉爾盆地最具油氣潛力的兩個凹陷之一，其得到了地質界和勘探界的普遍重視，該區(qū)最早的研究可追朔到上個世紀30年代。

海拉爾盆地由于盆內的多期構造演化，造成其層序結構和沉積相的發(fā)育分布十分復雜，構造作用對層序和沉積充填的控制作用認識不深入，盡管近年來開展了很多研究，但在構造演化對油氣運移和成藏的影響認識程度上的不清晰嚴重限制了區(qū)內油氣的勘探進程，因此必須系統(tǒng)開展盆地構造與沉積充填的研究，以便建立盆地的構造-沉積充填演化和生、儲、蓋發(fā)育模式，為油氣勘探的突破提供理論依據(jù)。文中基礎數(shù)據(jù)來源于研究區(qū)內的關鍵井。（圖1）

1.2 盆地構造演化—沉積充填序列

本文應用層序地層學、沉積學、盆地分析的理論和方法，分析了盆地構造演化及沉積充填各個階段的特征，并依據(jù)在盆地較大范圍內可識別的角度或微角度不整合界面為界，將貝爾凹陷白堊系地層劃分出5個組，12個段（圖2），自下向上依次為下白堊統(tǒng)的基底巖系、銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組、伊敏組和上白堊統(tǒng)的青元崗組?；讕r系由布達特群和興安嶺群組成，貝爾凹陷白堊系地層就是疊覆在整個基底巖系之上；銅缽廟組地層沉積時是凹陷形成之初，受拉張作用影響，斷陷活動強烈，火山作用基本停止，早期充填了沖積扇、扇三角洲等粗碎屑沉積，其地層發(fā)育主要沿北北東向斷裂展布，晚期以湖相沉積為主；南一段地層沉積時期，地層分布與銅缽廟組地層沉積時基本相似，在繼承銅缽廟組的基礎上，湖盆面積逐漸擴大。而南二段沉積時為裂陷強烈沉降期，湖相沉積范圍進一步擴大，此時由于受西伯利亞地臺與南阿尼尤斯克洋匯聚作用的影響,海拉爾盆地經(jīng)歷了一次北西- 南東向擠壓作用,南屯組頂面形成了廣泛的大型構造不整合界面，本文研究的T22不整合面即為該時期形成的。在南屯組末期，貝爾凹陷普遍出現(xiàn)構造反轉，形成許多構造隆起帶，蘇德爾特就是其中最具有代表性的一例；大磨拐河組地層沉積時受控陷斷層影響較小，底部為河流-三角洲、扇-三角洲沉積，頂部為全盆廣布的細粒湖泊三角洲沉積；伊敏組地層沉積時在繼承大磨拐河地層改造作用的基礎上還受早期斷陷伸展作用的改造，在其沉積末期，受到北西西-南東東向擠壓作用的影響發(fā)生構造反轉；青元崗組沉積時主要受構造反轉作用的影響，主要以角度不整合與下伏地層接觸。

圖2 貝爾凹陷構造演化—沉積充填序列圖

圖3 貝爾凹陷T22不整合面地震剖面特征

2.T22不整合特征及剝蝕趨勢恢復

2.1 T22不整合面特征

不整合作為揭示出沉積層序發(fā)育演化與盆地構造作用的成因關系的因素之一，是研究盆地沉積充填與構造演化的重要手段。通過對不整合地震特征、不整合面剝蝕量恢復及剝蝕趨勢分析可以定性或定量描述主要層序的形成和發(fā)育演化所受控的盆地構造作用的階段性，因此不整合的研究一直以來都受國內外學者的普遍關注同時也是疊合盆地分析和原型盆地恢復的基礎和關鍵。在我國東部中新生代斷陷盆地中，各級不整合面的廣泛存在限定了不同規(guī)模的地層單元。

本文研究的T22不整合面在地震上有局部削蝕、下切或上超等接觸關系，其下為雜亂反射特征，但在低凹地帶則顯示為連續(xù)、中-強振幅的反射軸，可全區(qū)追蹤對比（圖3）。

2.2 T22不整合面剝蝕趨勢恢復

原型盆地不整合面的剝蝕量估算一直是國內外研究的熱點問題，為此許多學者探索過大量的研究方法。貝爾凹陷T22不整合面埋藏相對較淺，三維地震覆蓋，地震資料品質也較好，已鉆井相對較多，本文在詳細斟酌手中資料與剝蝕方法的匹配程度基礎上選擇地震地層外延法、聲波時差法恢復T22界面的剝蝕趨勢，因為二者分別從定量與定性、微觀和宏觀兩方面彼此約束，取長補短。通過繪制研究區(qū)9口井的剝蝕厚度等值線圖（圖4）可以得知，等值線密集處主要沿構造高部位及其斜坡處分布，而低凹處剝蝕相對較小。

3.不整合面與油氣成藏機理的探討

構造抬升造成的地層剝蝕所引起飽和介質空間增大并形成流體低勢區(qū)受到油氣地質界和勘探界普遍重視。貝爾凹陷在構造演化與構造樣式上的復雜性導致其對區(qū)內油氣運移的控制機制也變化多樣。T22不整合面作為有利的油氣聚集面，受風化、淋濾等影響，發(fā)育大量溶蝕孔和裂縫，一方面可以改善油氣儲集空間，形成良好的儲集層，另一方面還可與斷層面組合作為供油通道為油氣運聚提供有利的圈閉。T22不整合面其形成時盆地處于伸展斷裂系統(tǒng)，南屯組沉積末期，在經(jīng)歷北西-南東向擠壓作用后，盆地基底斷裂再次開始活動，由于斷裂伸展變形再次繼承性發(fā)育,且強度增大，使先期形成的大型控陷斷層繼續(xù)活動并產生大量裂縫，而且發(fā)育大量方位不同的次級基底斷裂,斷裂溝通了底部強裂陷期油源向上運移，斷層面及裂縫成為油氣運聚的有利場所，同時，盆內抬升剝蝕往往不均勻，高部位地層由于構造抬升導致剝蝕厚度大，導致砂體回彈也大，產生負壓及增容效應使其形成流體低勢區(qū)，早期形成的油氣因早剝蝕而散失，但斜坡部位則因為剝蝕量相對小且反轉適度，有利于油氣保存，成為油氣運聚的最有利場所，是下一步重點勘探區(qū)帶。

4.結論

1）根據(jù)反射層在地震剖面上的響應特征，將貝爾凹陷白堊系地層按照構造層的意義劃分出三個區(qū)域不整合即T5、T22和T04不整合，并進一步劃分出T2、T21、T23、T3、T5。

2）通過對T22不整合面的剝蝕厚度恢復說明聲波時差法及地震地層結構外延法在本區(qū)是可行的。

3）研究結果表明，不整合面特征與剝蝕厚度分布勢態(tài)反映了區(qū)域構造活動對盆地的影響，進而影響了區(qū)內油氣運聚及成藏。斜坡帶的位置及其所處的構造與沉積環(huán)境決定了其成為重要的油氣聚集帶。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.004